Робот своими руками в домашних условиях. Как сделать робота в домашних условиях: пошаговый план действий

У Дмитрия Мелькина и Павла и Бориса Лонкиных вопросов о том, кого взять в команду для участия в боях роботов, не было. Ребята знали друг друга еще по «Бауманке», потом вместе собирали и устанавливали электростанции на солнечных батареях. Однажды Дмитрий увидел объявление о соревнованиях по робототехнике и подал заявку. Друзья поддержали инициативу, и через месяц в гараже стоял первый боевой робот команды Solarbot — Бронтозавр.

Первый робот комом

Весил Бронтозавр целый центнер и, как сейчас признаются его создатели, не отличался ни надежностью, ни гениальными конструктивными решениями. Неудивительно: собирали его отчасти по наитию, отчасти по нечетким скриншотам с видео с английских соревнований Robot Wars.

После Бронтозавра, по несколько раз пересчитав и переделав основные узлы, Дмитрий, Борис и Павел собрали своего второго робота. За внешнее сходство с ракушкой его назвали Shelby, от английского shell — «ракушка». Shelby, сын ошибок трудных, сначала победил всех на «Битве роботов — 2016» в Перми, организованной Московским технологическим институтом (МТИ) и компанией Promobot, а потом вместе с машинами двух других российских команд стал участником международных соревнований в Китае. Как устроен робот-победитель и чего стоило его сделать, рассказывают его создатели.

Дмитрий, идейный вдохновитель и мастер на все руки:

«Наша большая гордость — это ходовая часть Shelby. С ходовой его предшественника мы возились буквально после каждого боя. Когда мы делали Shelby, ходовую вытачивали, перебирали и собирали заново много раз, зато теперь про нее можно вообще забыть. В будущих проектах нам останется работать только над сохранением надежности и увеличением мощности. Было бы неплохо, например, чтобы наш новый робот мог сдвинуть с места не одного, а сразу двух роботов противника».

Цепи у Shelby от мопедов, колеса — от гоночного карта, а электромоторы — от радиоуправляемых моделей машин. Для боевых роботов детали не производят, поэтому искать их приходится на блошиных рынках и в интернете. Хорошие детали очень дороги, и конструкторы, как правило, делают их самостоятельно.

Борис, конструктор, прочнист:

«Shelby относится к типу флиппер, «переворачиватель». Он оснащен пневмосистемой, которая с силой выталкивает крышку наверх. Это главное оружие робота и его способ стабилизации: опрокинувшись, он может одним рывком перевернуться и встать на колеса. Но создать высокое давление в пневмоцилиндре, чтобы сделать удар крышки мощным, мы не могли — не было нужных клапанов. Оставалось одно: заставить систему срабатывать как можно быстрее. Решение оказалось простым: мы избавились от лишнего гидравлического сопротивления и доработали заводские клапаны. В будущем, конечно, понадобится клапан высокого давления. Готовый стоит дорого, около 200 тысяч рублей, поэтому сейчас мы думаем над собственной конструкцией».

Боевые роботы — хобби не из дешевых: нужно минимум 200−300 тысяч рублей плюс расходные материалы, запасные колеса и все, что ломается и заменяется в бою. И это без учета затраченного времени и труда. «Чтобы собрать робота, команде из трех человек нужно месяца на два перестать ходить на работу», — смеются инженеры Solarbot. Сэкономить не удастся даже на электронной начинке.

Павел, программист:

«Главное достоинство электроники Shelby в том, что ее очень мало. Чтобы не брать в руки паяльник после каждого боя, нужно обеспечить роботу необходимый минимум «мозгов». У Shelby простые заводские контроллеры, и только клапанами управляет маленькая плата. Вывести его из строя очень сложно. Даже когда в Китае вместо привычных свинцовых аккумуляторов нам выдали мощные литиевые и провода через пару минут не выдержали, электроника робота не пострадала».

Боевой робот Shelby

Скорость до 25 км/ч Усилие на штоке пневмоцилиндра 2 т Мощность двигателя 2,2 кВт Запас пневмоударов без смены баллона 30−35 Управление дистанционное Правилами «Битвы роботов» запрещены любые отделяемые части и листовое железо, поэтому Shelby ничем не стреляет и не размахивает, а его корпус сделан только из металлического профиля.

Команда Solarbot построила выносливого железного солдата, но и у него есть предел прочности. В Китае он пострадал от вращающихся ножей китайских спиннеров, в Перми — от клешней робота-матанги, который восьмитонным усилием режет металлический профиль, как масло. На его железных ребрах — рваные раны. Создатели готовят ему судьбу экспоната: он будет участвовать в фестивалях (в ближайших планах — летний Geek Picnic), а на арене на смену ему придет новый боец — тоже флиппер, только быстрее, мощнее и еще надежнее. Усилие подъема крышки станет вдвое больше, чем у Shelby, мощность мотора увеличится с 2,2 до 2,8 кВт, вырастет скорость. С новым роботом российская команда мечтает попасть на Robot Wars в Англию.

Но будущий флиппер не предел мечтаний Solarbot. Сейчас Дмитрий ведет переговоры с другими командами и ищет спонсоров: если все сложится, то в России появится первый «мегабот» — такой же большой и грозный, как японские, американские и китайские многотонные монстры.

Благодаря поддержке Московского технологического института россияне впервые попали на международный турнир боевых роботов FMB Championship 2017 в Китае. Бой приняли Shelby, казанский Деструктор и петербургский Energy, который прошел в полуфинал.

Кому не хотелось бы иметь универсального помощника, готового выполнить любое поручение: помыть посуду, закупить продуктов, поменять колесо в автомобиле, да и отвезти детей в сад, а родителей на работу? Идея создания механизированных ассистентов занимает инженерные умы ещё с древних времён. А Карел Чапек даже придумал слово, обозначающее механического слугу – робота, выполняющего обязанности вместо человека.

К счастью, в нынешнем цифровом веке, такие помощники наверняка вскоре станут реальностью. На самом деле, интеллектуальные механизмы уже помогают человеку в выполнении домашних дел: робот-пылесос уберётся, пока хозяева на работе, мультиварка поможет приготовить еду, не хуже скатерти-самобранки, а игривый щенок Айбо радостно принесёт тапочки или мяч. Сложные роботы используются на производстве, в медицине и космосе. Они позволяют частично, а то и полностью, заменить труд человека в сложных или опасных условиях. Андроиды при этом пытаются внешне походить на людей, тогда как промышленные роботы обычно создаются из экономических и технологических соображений и внешний декор у них отнюдь не в приоритете.

Но, оказывается, можно попытаться сделать робота с помощью подручных средств. Так, можно сконструировать оригинальный механизм из телефонной трубки, компьютерной мышки, зубной щётки, старого фотоаппарата или вездесущей пластиковой бутылки. Разместив на платформе несколько датчиков, можно запрограммировать такого робота на выполнение простых операций: регулировку освещённости, подачу сигналов, движение по комнате. Конечно, это далеко не многофункциональный помощник из фантастических фильмов, зато такое занятие развивает изобретательность и творческое инженерное мышление, и безоговорочно вызывает восхищение у тех, кто считает роботостроение абсолютно не кустарным делом.

Киборг из коробки

Одно из самых простых решений на пути к тому, чтобы сделать робота – приобрести готовый набор для робототехники с пошаговым руководством. Этот вариант подойдёт также тем, кто собирается серьёзно заниматься техническим творчеством, ведь в одном пакете находятся все необходимые детали для механики: от электронных плат и специализированных датчиков, до запаса болтиков и наклеек. Вместе с инструкциями, позволяющими создать довольно сложный механизм. Благодаря множеству аксессуаров такой робот может послужить отличной базой для творчества.

Основных школьных знаний по физике и навыков с уроков труда вполне достаточно для сборки первого робота. Разнообразные сенсоры и моторы подчиняются пультам управления, а специальные среды программирования позволяют создать настоящих киборгов, умеющих выполнять команды.

Например, датчик механического робота может фиксировать наличие или отсутствие поверхности перед прибором, а программный код указывать, в какую сторону следует поворачивать колёсную базу. Такой робот ни за что не упадёт со стола! Кстати, по схожему принципу работают настоящие роботы-пылесосы. Помимо проведения уборки по заданному расписанию и умения вовремя возвращаться на базу для подзарядки, этот интеллектуальный помощник может самостоятельно строить траектории уборки помещения. Поскольку на полу могут располагаться разнообразные препятствия, такие как стулья и провода, роботу приходится постоянно сканировать предлежащий путь и огибать такие помехи.

Для того чтобы собственноручно созданный робот умел выполнять различные команды, производители предусматривают возможность его программирования. Составив алгоритм поведения робота в различных условиях, следует создать код взаимодействия датчиков с окружающим миром. Это осуществимо благодаря наличию микрокомпьютера, являющегося мозговым центром такого механического робота.

Мобильный механизм собственного изготовления

Даже без специализированных, и обычно дорогостоящих, наборов, вполне возможно сделать механический манипулятор подручными средствами. Итак, загоревшись замыслом создания робота, следует внимательно проанализировать запасы домашних закромов на предмет наличия невостребованных запчастей, которые могут быть использованы в этой творческой затее. В ход пойдут:

• моторчик (например, от старой игрушки);
• колёса от игрушечных автомобилей;
• детали конструкторов;
• картонные коробки;
• стержни авторучек;
• скотч разных видов;
• клей;
• пуговицы, бусинки;
• винтики, гайки, скрепки;
• всевозможные провода;
• лампочки;
• батарейка (подходящая моторчику по напряжению).

Совет: «Нелишним навыком при создании робота будет умение обращаться с паяльником, ведь он поможет надёжно скрепить механизм, в особенности электрические компоненты».

С помощью этих общедоступных составляющих можно сотворить настоящее техническое чудо.

Итак, для того чтобы сделать собственного робота из доступных в домашних условиях материалов, следует:

1. подготовить найденные детали для механизма, проверить их работоспособность;
2. нарисовать макет будущего робота, учитывая наличное оборудование;
3. сложить корпус для робота из конструктора или картонных деталей;
4. приклеить или спаять запчасти, отвечающие за движение механизма (например, скрепить моторчик робота с колёсной базой);
5. обеспечить электропитание мотора, присоединив его проводником к соответствующим контактам батарейки;
6. дополнить тематический декор прибора.

Совет: «Бусинки глаз для робота, декоративные рожки-усики из проволоки, ножки-пружинки, диодные лампочки помогут одушевить даже самый скучный механизм. Эти элементы можно крепить при помощи клея или скотча».

Сделать механизм такого робота можно за несколько часов, после чего остаётся придумать роботу имя и представить восхищенным зрителям. Наверняка некоторые из них подхватят новаторскую задумку и смогут смастерить собственных механических персонажей.

Известные умные автоматы

Милый робот Валл-И располагает к себе зрителя одноимённого фильма, заставляя сопереживать его драматическим приключениям, тогда как Терминатор демонстрирует мощь бездушной непобедимой машины. Персонажи Звёздных войн – верные дроиды R2D2 и C3PO, сопровождают в путешествиях по далёкой-далёкой Галактике, а романтический Вертер даже жертвует собой в схватке с космическими пиратами.

За пределами кинематографа также существуют механические роботы. Так, мир восхищается умениями робота-гуманоида Асимо, который умеет ходить по лестнице, играть в футбол, подавать напитки и вежливо здороваться. Марсоходы Спирит и Кьюриосити оборудованы автономными химическими лабораториями, позволившими сделать анализ образцов марсианских почв. Беспилотные автомобили-роботы могут передвигаться без участия человека, даже по сложным городским улицам с высокими рисками непредвиденных событий.

Возможно, именно из домашних проб создания первых интеллектуальных механизмов, вырастут изобретения, которые изменят техническую панораму будущего и жизнь человечества.

Наденьте термоусадочные трубки на колесо мотора. Отрежьте кусок трубки, чтобы она была немного длиннее каждого колеса, наденьте на колесо и затяните ее с помощью зажигалки или паяльника. Вы можете сделать несколько слоев, чтобы увеличить диаметр и создать «шины».

Приклейте переключатели к задней части гнезда для батареек. Приклейте переключатели к задней части гнезда для батареек на его ровную поверхность. Это должна быть сторона, из которой торчат провода. Положите их под углом в углы так, чтобы самые дальние от рычага контакты касались центральной линии устройства.

Рычаги должны быть снаружи, рядом с проводами.

Положите металлическую полоску. Положите кусок алюминия размеров 2,5см на 7,5см за переключателем по центру и согните лишний кусок на 45 градусов. Приклейте его, используя горячий клей. Дайте клею остыть полностью, перед тем как продолжать.

Закрепите моторы к металлическим крыльям. Используя горячий клей, приклейте моторы к согнутой части металла, чтобы «шины» касались земли. Вам стоит обратить внимание на отметки зарядки на моторах, так как «шины» должны крутиться в противоположном направлении. Убедитесь, что один мотор перевернут по сравнению с другим.

Сформируйте заднее колесо. Вам понадобится заднее колесо, чтобы робот не таскал по земле свою заднюю часть. Возьмите большую скрепку и сформируйте ее, чтобы у вас получился ТАРДИС или дом с бусиной среднего размера на вершине. Положите ее на противоположной проводам стороне и закрепите на месте, приклеив края горячем клеем к сторонам гнезда для батареек.

Спаяйте робота. Вам понадобится паяльник и спайка, чтобы соединить все электрические провода между компонентами робота. Это должно делаться аккуратно, чтобы оно заработало. Есть несколько соединений, которые вам нужно сделать:

• Сначала спаяйте соединение обоих переключателей.
• Дальше спаяйте маленький провод между двумя центральными соединениями на переключателях.
• Спаяйте два провода, один из отрицательного мотора и один из положительного мотора, для конечного соединения переключателя.
• Спаяйте провод длиннее между оставшимися соединениями мотора (соединив оба мотора вместе).
• Спаяйте провод длиннее между задним соединением между мотором и задней частью гнезда для батареек, где отрицательный и положительный разряд соединяются.
• Возьмите положительный провод из гнезда для батареек и припаяйте его к центру, касаясь соединений переключателей.
• Отрицательный провод гнезда для батареек пойдет к центральному соединению на один из переключателей.

Создайте антенны робота. Отрежьте резиновые/пластиковые концы от запасных разъемов, выпрямите две скрепки (пока они не будут напоминать усики насекомых) и соедините запасные разъемы к антеннам, используя термоусадочные трубки.

Сделать робота очень просто Давайте разберемся, что же потребуется чтобы создать робота в домашних условиях, для того чтобы понять основы робототехники .

Наверняка, насмотревшись фильмов про роботов, тебе не раз хотелось построить своего боевого товарища, но ты не знал с чего начать. Конечно, у тебя не получится построить двуногого терминатора, но мы и не стремимся к этому. Собрать простого робота может любой, кто умеет правильно держать паяльник в руках и для этого не нужно глубоких знаний, хотя они и не помешают. Любительское роботостроение мало чем отличается от схемотехники, только гораздо интереснее, потому что тут так же затронуты такие области, как механика и программирование. Все компоненты легкодоступны и стоят не так уж и дорого. Так что прогресс не стоит на месте, и мы будем его использовать в свою пользу.

Введение

Итак. Что же такое робот? В большинстве случаев это автоматическое устройство, которое реагирует на какие-либо действия окружающей среды. Роботы могут управляться человеком или выполнять заранее запрограммированные действия. Обычно на роботе располагают разнообразные датчики (расстояния, угла поворота, ускорения), видеокамеры, манипуляторы. Электронная часть робота состоит из микроконтроллера (МК) - микросхема, в которую заключён процессор, тактовый генератор, различная периферия, оперативная и постоянная память. В мире существует огромное количество разнообразных микроконтроллеров для разных областей применения и на их основе можно собирать мощных роботов. Для любительских построек широкое применение нашли микроконтроллеры AVR. Они, на сегодняшний день, самые доступные и в интернете можно найти много примеров на основе этих МК. Чтобы работать с микроконтроллерами тебе нужно уметь программировать на ассемблере или на Cи и иметь начальные знания в цифровой и аналоговой электронике. В нашем проекте мы будем использовать Cи. Программирование для МК мало чем отличается от программирования на компьютере, синтаксис языка такой же, большинство функций практически ничем не отличаются, а новые довольно легко освоить и ими удобно пользоваться.

Что нам нужно

Для начала наш робот будет уметь просто объезжать препятствия, то есть повторять нормальное поведение большинства животных в природе. Всё что нам потребуется для постройки такого робота можно будет найти в радиотехнических магазинах. Решим, как наш робот будет передвигаться. Самым удачным я считаю гусеницы, которые применяются в танках, это наиболее удобное решение, потому что гусеницы имеют большую проходимость, чем колёса машины и ими удобнее управлять (для поворота достаточно вращать гусеницы в разные стороны). Поэтому тебе понадобится любой игрушечный танк, у которого гусеницы вращаются независимо друг от друга, такой можно купить в любом магазине игрушек по разумной цене. От этого танка тебе понадобится только платформа с гусеницами и моторы с редукторами, остальное ты можешь смело открутить и выкинуть. Так же нам потребуется микроконтроллер, мой выбор пал на ATmega16 - у него достаточно портов для подключения датчиков и периферии и вообще он довольно удобный. Ещё тебе потребуется закупить немного радиодеталей, паяльник, мультиметр.

Делаем плату с МК

В нашем случае микроконтроллер будет выполнять функции мозга, но начнём мы не с него, а с питания мозга робота. Правильное питание - залог здоровья, поэтому мы начнём с того, как правильно кормить нашего робота, потому что на этом обычно ошибаются начинающие роботостроители. А для того, чтобы наш робот работал нормально нужно использовать стабилизатор напряжения. Я предпочитаю микросхему L7805 - она предназначена, чтобы на выходе выдавать стабильное напряжение 5В, которое и нужно нашему микроконтроллеру. Но из-за того, что падение напряжения на этой микросхеме составляет порядка 2,5В к нему нужно подавать минимум 7,5В. Вместе с этим стабилизатором используются электролитические конденсаторы, чтобы сгладить пульсации напряжения и в цепь обязательно включают диод, для защиты от переполюсовки.

Теперь мы можем заняться нашим микроконтроллером. Корпус у МК — DIP (так удобнее паять) и имеет сорок выводов. На борту имеется АЦП, ШИМ, USART и много другого, что мы пока использовать не будем. Рассмотрим несколько важных узлов. Вывод RESET (9-ая нога МК) подтянут резистором R1 к «плюсу» источника питания - это нужно делать обязательно! Иначе твой МК может непреднамеренно сбрасываться или, проще говоря - глючить. Так же желательной мерой, но не обязательной является подключение RESET’а через керамический конденсатор C1 к «земле». На схеме ты так же можешь увидеть электролит на 1000 мкФ, он спасает от провалов напряжения при работе двигателей, что тоже благоприятно скажется на работе микроконтроллера. Кварцевый резонатор X1 и конденсаторы C2, C3 нужно располагать как можно ближе к выводам XTAL1 и XTAL2.

О том, как прошивать МК, я рассказывать не буду, так как об этом можно прочитать в интернете. Писать программу мы будем на Cи, в качестве среды программирования я выбрал CodeVisionAVR. Это довольно удобная среда и полезна новичкам, потому что имеет встроенный мастер создания кода.

Управление двигателями

Не менее важным компонентом в нашем роботе является драйвер двигателей, который облегчает нам задачу в управлении им. Никогда и ни в коем случае нельзя подключать двигатели напрямую к МК! Вообще мощными нагрузками нельзя управлять с микроконтроллера напрямую, иначе он сгорит. Пользуйтесь ключевыми транзисторами. Для нашего случая есть специальная микросхема - L293D. В подобных несложных проектах всегда старайтесь использовать именно эту микросхему с индексом «D», так как она имеет встроенные диоды для защиты от перегрузок. Этой микросхемой очень легко управлять и её просто достать в радиотехнических магазинах. Она выпускается в двух корпусах DIP и SOIC. Мы будем использовать в корпусе DIP из-за удобства монтажа на плате. L293D имеет раздельное питание двигателей и логики. Поэтому саму микросхему мы будем питать от стабилизатора (вход VSS), а двигатели напрямую от аккумуляторов (вход VS). L293D выдерживает нагрузку 600 мА на каждый канал, а этих каналов у неё два, то есть к одной микросхеме можно подключить два двигателя. Но, чтобы перестраховаться, мы объединим каналы, и тогда потребуется по одной микре на каждый двигатель. Отсюда следует, что L293D сможет выдержать 1.2 А. Чтобы этого добиться нужно объединить ноги микры, как показано на схеме. Микросхема работает следующим образом: когда на IN1 и IN2 подаётся логический «0», а на IN3 и IN4 логическая единица, то двигатель вращается в одну сторону, а если инвертировать сигналы - подать логический ноль, тогда двигатель начнёт вращаться в другую сторону. Выводы EN1 и EN2 отвечают за включение каждого канала. Их мы соединяем и подключаем к «плюсу» питания от стабилизатора. Так как микросхема греется во время работы, а установка радиаторов проблематична на этот тип корпуса, то отвод тепла обеспечивается ногами GND — их лучше распаивать на широкой контактной площадке. Вот и всё, что на первое время тебе нужно знать о драйверах двигателей.

Датчики препятствий

Чтобы наш робот мог ориентироваться и не врезался во всё, мы установим на него два инфракрасных датчика. Самый простейший датчик состоит из ик-диода, который излучает в инфракрасном спектре и фототранзистор, который будет принимать сигнал с ик-диода. Принцип такой: когда перед датчиком нет преграды, то ик-лучи не попадают на фототранзистор и он не открывается. Если перед датчиком препятствие, тогда лучи от него отражаются и попадают на транзистор - он открывается и начинает течь ток. Недостаток таких датчиков в том, что они могут по-разному реагировать на различные поверхности и не защищены от помех — от посторонних сигналов других устройств датчик, случайно, может сработать. От помех может защитить модулирование сигнала, но пока мы этим заморачиватся не будем. Для начала, и этого хватит.

Прошивка робота

Чтобы оживить робота, для него нужно написать прошивку, то есть программу, которая бы снимала показания с датчиков и управляла двигателями. Моя программа наиболее проста, она не содержит сложных конструкций и всем будет понятна. Следующие две строки подключают заголовочные файлы для нашего микроконтроллера и команды для формирования задержек:

#include
#include

Следующие строки условные, потому что значения PORTC зависят от того, как ты подключил драйвер двигателей к своему микроконтроллеру:

PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; Значение 0xFF означает, что на выходе будет лог. «1», а 0x00 - лог. «0». Следующей конструкцией мы проверяем, есть ли перед роботом препятствие и с какой оно стороны: if (!(PINB & (1<

Если на фототранзистор попадает свет от ик-диода, то на ноге микроконтроллера устанавливается лог. «0» и робот начинает движение назад, чтобы отъехать от препятствия, потом разворачивается, чтобы снова не столкнуться с преградой и затем опять едет вперёд. Так как у нас два датчика, то мы проверяем наличие преграды два раза - справа и слева и потому можем узнать с какой стороны препятствие. Команда «delay_ms(1000)» указывает на то, что пройдёт одна секунда, прежде чем начнёт выполняться следующая команда.

Заключение

Я рассмотрел большинство аспектов, которые помогут тебе собрать твоего первого робота. Но на этом робототехника не заканчивается. Если ты соберёшь этого робота, то у тебя появится куча возможностей для его расширения. Можно усовершенствовать алгоритм робота, как например, что делать, если препятствие не с какой-то стороны, а прямо перед роботом. Так же не помешает установить энкодер - простое устройство, которое поможет точно располагать и знать расположение твоего робота в пространстве. Для наглядности возможна установка цветного или монохромного дисплея, который может показывать полезную информацию - уровень заряда аккумулятора, расстояние до препятствия, различную отладочную информацию. Не помешает и усовершенствование датчиков - установка TSOP (это ик-приёмники, которые воспринимают сигнал только определённой частоты) вместо обычных фототранзисторов. Помимо инфракрасных датчиков существуют ультразвуковые, стоят подороже, и тоже не лишены недостатков, но в последнее время набирают популярность у роботостроителей. Для того, чтобы робот мог реагировать на звук, было бы неплохо установить микрофоны с усилителем. Но по-настоящему интересным, я считаю, установка камеры и программирование на её основе машинного зрения. Есть набор специальных библиотек OpenCV, с помощью которых можно запрограммировать распознавание лиц, движения по цветным маякам и много всего интересного. Всё зависит только от твоей фантазии и умений.

Список компонентов:

ATmega16 в корпусе DIP-40>

L7805 в корпусе TO-220

L293D в корпусе DIP-16 х2 шт.

резисторы мощностью 0,25 Вт номиналами: 10 кОм х1 шт., 220 Ом х4 шт.

конденсаторы керамические: 0.1 мкФ, 1 мкФ, 22 пФ

конденсаторы электролитические: 1000 мкФ х 16 В, 220 мкФ х 16В х2 шт.

диод 1N4001 или 1N4004

кварцевый резонатор на 16 МГц

ИК-диоды: подойдут любые в количестве двух штук.

фототранзисторы, тоже любые, но реагирующие только на длину волны ик-лучей

Код прошивки:

/***************************************************** Прошивка для робота Тип МК: ATmega16 Тактовая частота: 16,000000 MHz Если у тебя частота кварца другая, то это нужно указать в настройках среды: Project -> Configure -> Закладка "C Compiler" *****************************************************/ #include #include void main(void) { //Настраиваем порты на вход //Через эти порты мы получаем сигналы от датчиков DDRB=0x00; //Включаем подтягивающие резисторы PORTB=0xFF; //Настраиваем порты на выход //Через эти порты мы управляем двигателями DDRC=0xFF; //Главный цикл программы. Здесь мы считываем значения с датчиков //и управляем двигателями while (1) { //Едем вперёд PORTC.0 = 1; PORTC.1 = 0; PORTC.2 = 1; PORTC.3 = 0; if (!(PINB & (1<О моём роботе

В данный момент мой робот практически завершён.

На нём установлена беспроводная камера, датчик расстояния (и камера и этот датчик установлены на поворотной башне), датчик препятствия, энкодер, приёмник сигналов с пульта и интерфейс RS-232 для соединения с компьютером. Работает в двух режимах: автономном и ручном (принимает сигналы управления с пульта ДУ), камера также может включаться/выключаться дистанционно или самим роботом для экономии заряда батарей. Пишу прошивку для охраны квартиры (передача изображения на компьютер, обнаружение движений, объезд помещения).

К выходу фильма «Терминатор: Генезис» Дмитрий Безуглов разобрался в составляющих частях легендарного боевого андроида Т-800 и собрал технологии, доступные в 2015 году, которые можно использовать для его воплощения в жизнь.

В 2015 году Т-800 выглядит как человек, победивший машину, скрывающуюся внутри. Схватка далась ему тяжело: он научился проговаривать вслух не очень ловкие шутки, потерял физическую подготовку и просто устал. Молодая Сара Коннор называет его папочкой, а новой фирменной фразой уставшего возвращаться Терминатора становится «Я не стар, я устарел» - с точки зрения корпорации Skynet и с позиций робототехники.

Когда Кэмерон придумывал первого , а Стэн Уинстон собирал его буквально из подручных материалов, малоподвижный и пугающий Т-800 был провозвестником мрачного будущего, живо представлявшегося зрителям: не так давно кончилась холодная война, парниковый эффект и экологические катастрофы из повестки заседаний ООН выбрались в публичную сферу, а экономические провалы политики США взялись списывать и на технократическую демократию. Малоподвижный Т-800 с немигающим красным взором был воплощением всех этих угроз.


Если же не хочется собирать действительно работающего Т-800, достаточно обзавестись качественной репликой, что и сделал Адам Сэвидж из «Разрушителей мифов»

В XXI веке пугающая привлекательность Терминатора уже не столь очевидна; публичные выступления на тему экологических катастроф все реже оказываются в новостной повестке; корпорациям все чаще удается побеждать свободную волю мыслящего индивида, просто помещая человека в условия тотального комфорта; а в желании построить боевого андроида не упрекнешь ни одну из держав (создание экзоскелетов и беспилотников не в счет, они совсем не похожи на людей). Но именно сейчас, когда пророческая сила творения Джеймса Кэмерона и Стэна Уинстона больше не действует, в поле робототехники и экспериментальной кибернетики доступны практически все составные детали Т-800. И пусть Джеймс Кэмерон и говорил, «мы можем построить такого робота, скорее, в 2029 году».

Нейронная сеть

Нейросеть Google превращает обычные изображения в картины Николая Рериха, узнавая в силуэтах облаков птиц, людей и даже храмы.

Картезиански беспощадное сознание Терминатора заключено в самообучающемся компьютере, выстроенном по образу и подобию нейросети Skynet. У каждого Т-800 существует два режима работы: Hive и Rogue. В первом терминаторы синхронизируются с другими моделями и нейронным процессором Skynet, получая информацию от единой сети. Шаги в этом направлении делают сотрудники MIT, в 2014 году разработавшие программу совместного обучения для машин - чтобы несколько сервисных роботов делились полученными знаниями и могли обмениваться ими в любой момент.

Во втором - в режиме «непослушания» - Т-800 переходит к процессу самообучения - и каждая его прогулка превращается в этнографическое путешествие. В этом режиме его сознание сталкивается, в соответствии с мифологией франшизы, с опасными вопросами и искушениями: зачем я существую, какой высшей цели я служу? Skynet охранял киборгов от таких, безусловно, важных вопросов при помощи «внутренних блокираторов» - их обошли повстанцы в «Терминаторе-2: Судный день» и сумели укротить Т-800.

Главный претендентом на уровень осознанности Skynet является сеть, созданная учеными в лаборатории Google X. И, если Skynet хвастливо представляется «Мы Skynet, самый совершенный искусственный интеллект в пределах известной Вселенной», сеть Google X пока лишь занимается делом, приличествующим каждому ребенку: угадывает в очертаниях облаков привычные фигуры.

Впервые представленная в 2012 году нейросеть, состоящая из 1000 компьютеров и 16 000 ядер, сама научилась распознавать кошек и человеческие лица, а в 2015 году настолько расширила библиотеку известных ей изображений и концептов, что смогла выявлять знакомые образы даже в цифровом шуме.

Нейронная сеть Google продолжает заниматься самообучением и направлена на распознавание изображений - в отличие от Skynet, по официальной мифологии обретшего самосознание через три года после запуска в 1997 году и тогда же решившего, что пришло время для очистительной войны.

Машинное зрение

Драматичное видео, на котором АR-600 узнает своих создателей и других людей

Машинное зрение неразрывно связано с познанием и обучением машин. Спасибо механизмам типа DeepFace, различающим лица друзей на фейсбуке даже на аппетитно снятых завтраках; а также Google Photos (хотя и они порой дают курьезные сбои), How-old.net от Microsoft и разработкам Стивена Вольфрама. Системы распознавания лиц используются в работе социальных и гражданских роботов - даже первый российский робот АР-600, отчаянно похожий на Валли, умеет распознавать людей (по крайней мере своих создателей).

Аналогичное видение будет внедряться уже через несколько лет - DARPA

Но, если верить Джеймсу Кэмерону, разрешившему плоти Т-800 стареть, Терминатор относится к киборгам; в нем сочетаются механические детали с живыми тканями. А зрение киборгов устроено сложнее, чем видение роботов, - его разрабатывают и программисты, и робототехники, и специалисты по оптогенетике. Таких специалистов также поддерживает DARPA - агентство Пентагона, внедряющее в реальную жизнь боевые придумки, которыми давно пользуются игроки Battlefield. Благодаря DARPA американским военным будет доступно зрение Терминатора - в феврале 2015 представители агентства презентовали имплант, позволяющий проецировать на сетчатку носителя всю доступную информацию о видимом объекте.

Подобное нововведение не полностью соответствует зрению Терминатора, который может включать приближение, выводить на сетчатку данные о температуре объекта, его удаленности; включать режимы ночного видения и инфракрасного зрения, но достаточно близко с ним соотносится.

Интерфейсы взаимодействия «человек - робот»

Системы ввода/вывода, которыми оснащают промышленных и гражданских роботов, зависят от механизмов углубленного обучения (deep learning). Т-800, отличающийся дьявольски развитым логическим мышлением, всегда верно определяет ситуацию, в которой находится, способен лгать, изменять тональность голоса и строить планы иезуитской точности. Достичь уровня его осознанности пока не способен ни один сервисный робот. Робототехникам пришлось потратить много лет, чтобы спроектировать нелинейное взаимодействие человека и робота - чтобы последние могли принимать решения и представлять информацию, соотносясь с контекстом взаимодействия и статусом того, кто обращается за информацией.

Интересный пример контекстного взаимодействия - проект ученых из Корнелльского университета, создавших платформу Tell Me Dave. На базе «Дейва» роботов обучают понимать непрямые команды и адаптироваться к контекстам взаимодействия. Как пишут сами ученые, «наша задача - сделать так, чтобы робот, получив простую инструкцию «сделай чашку кофе», смог понять, как залить в чашку молоко; как поступить, если молоко там уже есть», - в общем, справиться с ситуацией. Терминатор, делающий Джону Коннору «кофе как обычно», - предельный уровень отцовской заботы.

Эндоскелет

Рука робонавта способна делать сложные движения; у нее 14 степеней свободы - отдельно двигается запястье, пальцы сгибаются в фалангах, способны сжиматься в кулак и показывать «победу» - совсем как человеческие

Изначальный облик Т-800 - металлический скелет с ужасающе ухмыляющимся черепом - Джеймс Кэмерон придумал еще до того, как взялся за написание сценария первого «Терминатора». Согласно Рэндаллу Фрейксу, разрабатывавшему историю вместе с Кэмероном, скелет Терминатора сделан из гиперсплава - металла куда более гибкого и прочного, нежели обычная сталь. В первой версии Т-800 не отличается грациозностью движений и обильно потеет (по одному из предположений, оттого что плоть отторгает металл и человеческая оболочка Т-800 постоянно воспалена).

Но металлический каркас обходился без таких трудностей - ему не вредили ни прямые выстрелы из дробовика, ни лобовые столкновения с гигантскими автомобилями. Пожалуй, в первых версиях скелету недоставало грациозности; но уже с наступления «Судного дня» Терминатор стал значительно подвижнее.

Рука Найджела способна проворачиваться на 360 градусов - она работает не так точно, как рука робонавта, и существенно облегчает домашние дела

Робонавт, разрабатывавшийся при участии Boston Dynamics для миссий NASA, отличается гибкостью, которая была бы к лицу Т-800, - рука, используемая для деликатных работ на космических кораблях, работает в широком температурном диапазоне и способна симулировать хватку человека практически в 90 процентах случаев.

Есть воодушевляющий пример и из области медицинской роботехники - Найджел Экланд обзавелся рукой Bebionic в 2012 году и с тех пор регулярно участвует на конвентах по роботехнике; профильная пресса именует его Human 2.0, а он отлично управляется с протезом: бионической рукой он может рисовать, писать, пользоваться холодильником и даже открывать пивные банки. Найджел, в отличие от первой версии Т-800, редко покрывается каплями пота и обычно излучает добродушие.

Питание

Робот «Атлант» освобожден потому, что носит с собой свою собственную зарядку

Лишь несколько существенных ограничений способны расстроить план по постройке Терминатора (не считая его некоторой старомодности и неуместности). В первую очередь - питание. В киновселенной вопрос подзарядки решается просто - киборг может 120 лет проработать на одной топливной ячейке, использующей изотопы иридия. Рэндел Флейкс, автор новелл по мотивам первого и второго фильмов, писал: «Терминатор может проработать 1095 дней в режиме постоянного включения 24 на 7. У него гарантированно будут случаться моменты экономии, когда потребление энергии падает на 40 процентов, а зрение переходит исключительно в инфракрасный режим». В реальности таких батареек с мощностью, достаточной для бодрого разгуливания, пока что не изобретено. Только в 2015 году разработанный студией Boston Dynamics человекоподобный робот «Атлант освобожденный» обзавелся портативным источником питания, позволяющим отключать его от проводного электричества.

Демонстрация экзоскелетов реально существующей компании Cyberdyne

Впрочем, главное условие для постройки Терминатора уже выполнено. Компания Cyberdyne, которая по сюжету франшизы спроектировала Skynet, существует в действительности c 2004 года. Ее директор, доктор Санкай, разрабатывает экзоскелеты под названием Robot HAL, с удовольствием фотографируется с макетами Т-800 и знает - для создания эффективного робота можно обойтись и без харизматичного актера. Правда, он сознательно ограничивает рабочие интересы компании медицинскими и сервисными роботами, но в публичных интервью порой со знанием дела ссылается на название компании.